樹皮リグニン及び樹皮フェノール類に関する研究-香川大学学術情報リポジトリ

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樹皮リグニン及び樹皮フェノール類に関する研究十河村男

StudiesontheBarkLigninandBarkPhenolicCompounds

Murao SoGO

目次緒論第1章樹皮のフェノ・−・ル性抽出成分第1節低分子■7ェノ−ル類第2節タンニン及びフロパフェン第3節摘要第2章樹皮のクラ一−ソンリグニン第1節樹皮リグニンの構成単位第2節樹皮のクラ・−ソンリグニンの定温値と性質第3節クラ・−ソンリグニン定量法の検討第4節摘要第3章樹皮リグニン及び類似物質の分別第1節 KuRTH法に準ずる分別第2節スルホン化処理によろ分離額3節両分離法による分別区分の関連性第4節摘要第4章樹皮フェノ−リレ酸第1節試料の調製第2節化学的組成第3節吸収スペクトル第4節ニトロベンゼン酸化第5節エタノリシス第6節水素化分解第7節エチル化後の過マンガン酸カリ酸化第8節摘要第5章樹皮ジオキサンリグニンと Bi6r・kmanリグニン第1節試料の調製

1 2 2 7 12 13 14 15 17 22 23 23 24 27 27 28 28 30 32 34 35 37 39 亜 45 45

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5 8 1 1 1 2 4 6 7 7 9 3 6 7 9 3 4 4 5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 6 6 6 7 第2節化学的組成及び吸収スペクトル第3節構成基本物質第4節摘要第6章樹皮の難溶性リグニン第1節試料の調製第2節残留塩酸リグニンの性質第3節亜硫酸塩蒸煮時の難溶性リグニンの性質第4節摘要第7章樹皮リグニンスルホン酸及び樹皮フェノール酸スルホン化物第1節分別試料の調製第2節酒性基と紫外線吸収スペクトル第3節分子二監第4節摘要絵括及び結論引用文献英文要約

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−l−一一緒木材を用材として利用する場合，一腰に樹皮を除いて用いるが，とくにパルプエ場では樹皮が蒸煮液中の薬品を消費するのみならず，パルプの品質を低下させるため，樹皮の除去には十分僅意をはらっている”わが国で年々廃物として生ずる樹皮の盈は使用原木の5−10％であり莫大である．樹皮の利用について，海外では樹皮から薬品の分離，あるいは樹皮のフミン質を加工して石油搾油用土壌分散剤の製造，合板用熟硬化性接着剤の製造，土壌改良剤，繊維板などに一部実用化されている（22，95，108）が高度な応用はみられず，わが国では浸近，土壌改良剤などに利用さればじめたが，ほとんど大部分は燃料にする程度である“これは樹皮利用に関する一傲の関心が低調で，一顧用材樹皮の化学的性質並びに化学的利用に関する研究が木材の化学にくらべてかなりおくれているためであるル・−・方，樹皮は樹木生理上極めて重曹な働きをもつ部分であるから，この面からも樹皮の化学的基礎研究が重要視されねばならない．用材樹種の樹皮成分に関する系統的研究は，1947年頃からKuRTI−らにより主としてアメリカ合衆国産林木の樹皮について研究が行なわれ，すでに多くの研究発表がある．．わが国の用材樹種の樹皮成分についてほ，1957年以来，香川大学農学部林産化学研究室において−・連の研究が行なわれてきた．．著者は樹皮の化学成分のうち，とくにフェノ−リレ類について朋究を行なった．低分子フ．ェノ一−ル類は樹種によって成分が著しく異なり（58），いわゆる特殊成分と呼ばれるもので，数種の樹皮についてのみ物質の分離と同定を行なった．．高分子フ．ェノール類であるタンニン，フロパフ．ェン，樹皮・7．＝ノ・−ル酸，リグニンなどは，どの樹皮にも普遍的に存在する樹皮の−・般成分であるから，針葉樹と広葉樹の数種についてとくにくわしく系統的に研究した．．その結果，樹皮フ．ユノー⊥リレ酸の本質を明らかにし，これがKuRTHらの言う樹皮リグニンと言った特定の化合物ではなく，タンニンの重合物であることを明らかにし，また樹皮の真正リグニンはジオヰサンリグニン，B匝kmanリグニン，リグニンスルホン酸などとして分離できることを示した．．さらに樹皮の難溶性リグニンについてもある程度その性質を明らかにすることができた．なお樹皮の組戯嬰素は材と趣を異にして複雑であり（欺116），解剖学的に分別した樹皮試料を得ることは実際上困難であったので，本研究においては単に，内皮（形成層から木栓形成層までの部）と外皮（木栓形成層より外側の部）とに分別した試料を用いて研究した．．本論文は上記の研究について，すでに発表した報告を中心とし，さらに一部未発表の成績を加えてとりまとめたものである．なお本研究は香川大学農学部林産化学研究室において行なったもので，費用の−・部は文部省科学研究費によって支弁されたい本論文を草するにあたり，終止御懇篤な御指導と御校閲を賜わりました九州大学教授近藤民雄博士，同千手諒一博士，平素から研究の御指導と激励を戴きました香川大学教授幡克糞博士に深甚の謝意を表します… また研究途上に種々の御教示と御援助を就きました北海道大学教授榊原彰博士，岐阜大学教授川村一・次博士，徳島大学教授勝沼信彦博士，農林省林業試験場林産化学部諸技官，香川大学教授福井義明博士並びに香川大学農学部諸教官に厚く御礼申し上げます．なお実験にさいして協力いただいた本研究室専攻生諸氏に探謝の意を表します．

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ー 2 一第1章樹皮のフ．ユノーリレ性抽出成分樹皮の抽出成分はそれ自体薬品，ユ業原料としての応用が可儲であるほか，樹皮の色，耐朽，耐血書などの諸性質に関係が深く，さらに樹木の識別及び生理作用などに関連している意義は大童いりしかるに，樹皮の抽出成分についての研究は特殊な薬用樹皮の成分，タンニンなどに限られており，とくに本邦魔の一・般用材樹皮についての研究は極めて少ない．本草ではスギ外皮のヘキサン抽出成分の分離同定（121），ヒメコマツ外皮及び内皮のフ．ェノ−リレ性成分のペ−パ −クロマトグラフイ−・（118），アかマツ，エゾマツ，アカシヤ，コナラ，クリの樹皮から分離したタンニン，・フロパフェンの性状（127，128）などについて行なった研究について記述する．第1節低分子フェノール類〔1〕スギ外皮のヘキサン抽出成分スギ（C†〝わmβr盲αj申彿加DけDoN）はわが国における極めて重要な用材樹種の1っである．スギの樹脂分蘭物中にカデイネ／，クリプトメリック酸，スギオ・−ルが含まれることば，1937年既に報じられ（る0・67），その後スギ心材のメタノ′−ル抽出物の石油工一−テル可溶分（72，73・183）からイソデキストロピマ−リレ酸，スギオーソレ，キサントペロ−ル，β−シトステロ−・ル，フェルギノ−ル，フィロクラダノ・−・ル，イソフィロクラデン，及びクリプトメリジか−ル，メタノ・−ル抽出物の石油工一−・テル不溶分（31，64）からスギレジノ−ル，ヒドロキシスギレジノ・−・ルが分離確認された∴またスギ発からはヒノキフラボン，カヤフラボン，シアドピチシン，α−ポドカー・プレン，菓蝋の中性エストリッドが分離されている（69）．コケうブギスギ外皮は昔から柿茸の材料として利用せられ，現在も建築，造園材料としての利用度は高く，また線香の原料としてその葉部と共に用いられている．．これら利用面からだけでなく，樹木生理上からも樹皮のフ．ェノ−リレ成分を研究する必要があると考え，外皮のヘキサン抽出物について研究した．試料：香川県産のスギ（アか心材，樹令約50年）の基部から外皮を剥皮，風乾，粉砕して20−60メッシ．ユの部分を実験に供した．抽出物の量：各種有機溶剤による抽出蒐を測定した結果を第1表に示した．．同表FP，直接抽出においては各溶第l表スギ外皮の抽出物

溶剤1直接抽出l連続抽出

合計剤ごとに試料をかえて抽出し，連続抽出においては同一・試料を順次溶剤をかえて抽出したものである〃ヘキサン，ベンゼン及びエーーテルの3溶剤では樹脂，油脂，戚などがほぼ同克抽出され約6％である．抽出物の合計値は 12∴72％を示し，アカマツ外皮の抽出物合計21％（44），エゾマツ，トドマツ外皮の26％（46），douglas血外皮の 32−40％（52）に比べて少なく，ヒノキ外皮の11％（48）よりやや多い．．抽出・分離：風乾試料（水分105％）13kgを大型ソックスレ一拍出器にてヘキサンで約30時間軸出し，淡褐

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−− 3 − 色の抽出液を得た．．溶剤を回収後，減圧乾燥して粗抽出物65gを得た．抽出物は淡褐色，やや可塑性，m・p・54− 61◇C，酸価53い2，鹸化価1469，エステル価937である．第1図の如く，このヘキサン抽出物50gを紛500mJのエーー・テルに溶解し，5％NaHCO8，02％NaOH及び 5％NaOHで順次抽出し，抽出液をそれぞれ酸性としてエ−テルにとってA，B，Cの各部を得た．5％NaOH ヘキサン抽出物50g i エ・−テル

5％Ⅳα〃。。部

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8。詔㌍㌦ 8。％妄霊宝竺レ1。％認諾ルコル

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キル化 0．8g 3−1g O血8g スギオ・−・Iレアセナー・ト第1図スギ外皮のヘキサン抽出物の分別で抽出後エ」−・テルにのこった中性部をDとした．D部はエ・−テルを除去後，10％アルコ・−リレ性KOH300mlと共に湯浴上で4時間鹸化し，アルコーリレを追い出す一．残液をH2SO4でpHl−2としてエ・−・テル抽出し，エ・−テル液（400mJ）を・5％Na2COa，0．2％NaOH及び5％NaOHで順次抽出し，おのおのの抽出液を酸性とした後エーテル抽出してE，F，G及び中性部Hに分別した． Bを80％アルコーリレの温溶液に溶解，冷却して得た白色沈澱をアセトンに溶解し，HARRISらの方法（87）でブタノ−ルアミン塩として沈澱させた．この沈澱を10％HClで分解し，生成した酸を80％アルコ・−ルから再結し，白色粉状結晶のイソデキストロピマーリレ酸を得た． Cを80％アルコ−・ルの温溶液に溶解，1夜放冷すると淡黄色の結晶を析出，酢酸エチルから再結し白色微細結晶のスギオ−・ルを得た．この母液を減圧下に乾物とし，酢酸エチルに溶解，冷所に放置して析出した結晶を酢酸エチル，ついで酢酸から再結して黄色微針晶のキサントベロ・−リレを得た． Eを温アセトンに溶解，放冷すると白色粉状結晶が得られた．アセトン，ついでクロロホルムから再結してどへニン酸を得た． Fを・酢酸エチル，酢酸で再結してキサントベロ・−ルの結晶を得た． Gを80％アルコーーリレ，ついで酢酸エチルから再結してスギオールを分離した．

−−

＿ニイソデキストロピマ・−ル酸スギオールキサントベロ・−ル

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− 4 − これら結晶性物質の分離過程から，スギか−ル，キサントベロ−ルなどのフ，ユノー・ル性ジテルペン物質は外皮中において，一・部ほ遊離状で，一・部は何らかの成分と結合した状態で存在していると推察される．また，外皮中の含有盈はスギか−ル0い47％，キサントベロ・−・ル055％であって，これらの盈はスギ心材の場合（72，78）よりも大であることが明らかになった．物質の確認：イソデキストロピマ・−ル酸白色微細結晶．中和価301mp1630C“標品と混蝕して融点降下しない．元素分析の結果は計算値（C20Hさ002として）に−・致した．紫外線吸収スペクトル及び赤外線吸収スペクトル（第2，3図参照）は文献（11，72）に一哉した．．ブタノ−ルアミン塩（アセトンから再結）は白色微細結晶で， 2 0 1 1 吸光 8 0 6 4 0 0 度 000 20001500 1000 波数（cm▼り第3図結晶性物質の赤外線吸収スペクトル（Nujol法） 240 280 320 360 400 波艮（m／∠）第2図結晶性物質の紫外線吸収スペクトル（アルコ−リレ溶液） Ⅰイソデキストロピマ・−リレ酸，Ⅱ スギオーリレ， Ⅲ キサントベロ−ソレ，Ⅳスギオ・−ルアセテ・−ト， Ⅴ キサントベロ・−ルアセテート m」p‖2040C，元素分析の結果は計許値（C24H。108Nとして）に一・致した．スギフトール白色針状結晶．mp」294−50C（分解）．標品と混蝕するも融点降下しないい元素分析の結果は計算値（C80IT2802として）に−・致した．紫外線吸収スペクトル及び赤外線吸収スペクトル（第2，3図参照）は文献（72）に−・致した．スギか−ル（200mg）を無水酢酸10mJに溶解し，ビリジン2mJを加えて48時間20−25◇Cに保った後，水100mJ中に注入，沈澱を80％アルコ−ルから再結する‘とスギれ−・ルアセテ」−トの無色針状結晶 150mgを得た一．m．p．161−20C元素分胡の結果は計算値（C22H8。03として）に一徹した．紫外線吸収スペクトルは258m〃に吸収の極大を示した（第2図参照）．．キサントペローール鮮黄色劇状結晶‖mp・256−2650C（分解）．標品と混融するも敵点降下しない‘元素分析の結果は計算値（C20H2608として）に一・致したい紫外線吸収スペクトル及び赤外線吸収スペクトル（第2，3図参

県）は文献（11・72）に一致したけキサントベロ−ル（200mg）をスギか−・ルアセテ・−トめ場合と同じように処理して，

キサントペローールアセテーー・トの黄色結晶170mgを得た。m．p‖154−60C‖ 元素分斬の結果は計算イ直（G22H2804として）に−・致した．紫外線吸収スペクトルは295mJりこ吸収の極大がある（第2図参照）“ どへこン酪白色粉状結晶．mp∴76−‘70C・・メタノーーリレ，アセトン，ジオキサン，ベンゼン，石油エ・−テルに

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・− 5 一冷暗難溶，温時可溶である．LIBERMAN−BtJRCHARD反応は陰性，濃硫酸に温時溶解する．臭素を消費せず，過マンガン酸カリ溶液を脱色しない．．12％アルコール性KOH溶液で2時間鹸化しても原物質を回収するのみであるい水酸基，カルポニル基の検索結果は陰性であるい中和価：実験値162，理論値1641分子鬼（ラスト法）：実験値338−347，理論値340．、6元素分析：実験値C77．67％，H13．14％．．計算値（C22H。402として）C77．158％， H1302％．以上の結果よりどへこン酸である．．中性部（H）からスギか−・ルアセテ−ト Hほ各樺溶剤によって結晶化を試みたが成功しなかった．これを減圧乾燥し，その5gを無水酢酸50mJに溶解，ピリジン5mJとともに3日間室温で反応させて後水中に注入，沈澱をエ・−テルに溶解，濃縮してアセチル化物を得た．この粗物質の紫外線吸収スペクトルはフ．ェルギノールアセテ・−トの吸収の極大270mJ∠と同じスペクトルが得られた（第4図−Ⅱ）．このアセチル化物を酢酸100m仁に溶解し，徐々にCI085gを加えつつ湯煮上で3時間加温した．ここに得られた粗物質を80％アルコ −リレに溶解して放置すると無色針状結晶08gを得た．． m小p‖1610Cい紫外線吸収スペクトルは第4図−Ⅲに示した如くで，スギオ−ルアセテートの吸収スペクトルに一致した．スギオールアセテ−トの標品と混敬するも融点降下しない．アセチル化後，クロム酸による酸化処理をしてスギオ−ルアセテ・−・トが得られていることから中性部（H）には■7．ェルギノ−リレが存在するものと考えて，近藤ら（72）の如く中性部のベンゾイル化を試みたが結晶性物質の分離に成功せず，原目的物質を単離できなかった． 8 6 0 0 敏光度 230 250 270 290 310 波長（m〟）［2］ヒメコマツ外皮，内皮のフェノール成分

第4図雌部クトル

ヒメコマツ（舘邪神叫物肋MAYR肋β加mα∫畑AKINO）は本邦特産の五葉松で，立地条件が適当ならば成育速度はアカマツ，クロマツとさほど遜色がなく，用材としての利用価値も比較的高く洋楽器の響板などにも用いられている．著者は，ヒメコマツの心材成分をしらべると共に，心材成分と同じフ．ユノトール性物質が樹皮にも含まれるか否かについてペ」−パ−・クロマトグラ■7イ−で研究した．試料：新潟県産のヒメコマツ（樹令約40年）の胸高部より厚さ約3cmの円板5枚をとり，心材，辺材，内皮，外皮に分割後，．直射日光をさけて風乾し，それぞれ20メッシふより細かく粉砕して抽出に供した．成分の抽出及び分別‥粉末試料30gをエL−・テルで6時間軸出後，さらにアセトンで20時間抽出した．各抽出液の一・部を拝見瓶にとり，乾燥して抽出物の含有量を算出すれば第2表の如くである．第2表エ・−テルーアセトン抽出物（連続）＊エ・−テル抽出物 l アセトン抽出物 l 合計＊元の試料に対する百分率エ・−・テル抽出物から石油エ・−テル可溶分を除いた後，アセトン抽出物に合併した．アセトン抽出液を濃縮し，

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一 6 − 冷水5m＝＝こ注入して冷水可溶物を去り，生じた樹脂状物を約150mJのエ′−テルに移し，エーーテル不溶物を除去した．このエ・−テル溶液を濃縮してペ−リヾ・−・クロマトグラフ用試料とした．フェノール類のペーパークロマトグラフ法：東洋折紙No150に試料を添著し，LINDSTEDTのStandardsoIvent （85）ベンゼンーリグロインーメタノ・−ルー・水（50：50：1：50v／vの上層）を溶剤として，下降法で約100分間展開した後，ジアゾ化ベンチジン試薬及び塩化鉄液によって顕色し，標品のクロマトグラムと比較することによって，

各成分の検索を行なった．．なお，フラボン塑の物質は塩化鉄液によって紫色に呈色され，スチルベン，ジベンジ

ル型の物質は殆んど着色しない．従って，ピノバンクシンー7−メチルエ・−テルとジヒドロピノシルビンモノメチルエーテル，またはストロボピニンとピノシルビンモノメチルエ」−・テルの場合の如く，R／値は近いが相互に型を異にする2物質間の判別には，同一・折紙を切半し，その1つばベンチジン液，他のlっば塩化鉄液で発色させることによって正確を期し待た．結果と考察：ペ−・パ−・クロマトグラフイ・−・によるフふノーール成分の検出結果ほ第3表に示した通りであるりな第3表ヒメコマツのフェノ・−ル性成分物質心材辺材内皮外皮

什什一＋H＋H一什十＋＋＋什

ピノシルビンピノシルビンモノメチルエ−テルジヒ．ドロピノシルビンジヒドロピノシルビンモノメチルエーー・テルピノセンプリン十＋＋＋＋＋＋＋クピチビスシ′ ンンンンンンン爪切創． 8 0 シニビ仁﹄ビシシ匹Rf クロロリクピ Ⅰ Ⅱ

ント

トクン．バボス質質

ストパボロト物物

ロブノクノト知知ト ‖ソ一十︻＋＋＋＋スタ未未一＋＋一“＝井お，心材，辺材，内皮，外皮何れの部分にもR／＝0・0及びR′＝0−83の未知の2物質が検出された．ベンチジン

試薬により前者のものは赤色に，後者のものは淡黄色に発色し，何れのスポットも塩化鉄液によって淡紫色を呈

した．心材については，Haploxylon の心材で認められているフ．ユノーール性の諸成分の存在が碇認され，辺材にも史的には極く微少であるがピノシルビンモノメチルエ・−テル，ピノシルビン，ピノバンクシンの存在が認められた．内皮は心材に次いで多くの種類のフェノ・−リレ成分を含有するようで，心材に確認されたフ．ェノ・−ル性成分の殆んどが検出された… 一・方，外皮からはピノバンクシンのみが検出された．LINDSTEDTらは数種のマツについて実験し，同一瀾種の外皮と心材には同一ウエノーール成分を含まないで，他の種類の■フェノール成分を含むと報告している（1＄，呵しかし，ヒメコマツの場合，ピノバンクシンが心材とともに外皮にも存在している．また，アカマツ，クロマツについて研究した結果では，孟的差異はあるにしても心材と外皮に同一ウエノーリレ物質を含んでいた（町恥ヤ．マツ属以外であるがdouglas一触の心材，外皮に多義のタキシホリンを含み（52），また先述のようにスギ外尿には同樹種の心材7ェノ・−ル成分が多良に含まれていた一．

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叫 7 一心材フよノ−リレ成分の生合成が行なわれる部位に関して，妻，形成層，材，内皮と多くの説（57・58，8針目8）があり，また樹皮と木材の組織発生上の経過を考えあわせると，心材フユノーール成分が内皮のみならず外皮にも存在することば至極ありそうなことである“従って，一部の樹種における例外あるいは量的な差はあるにしても，一−・般に樹皮と心材とのフJ・ノ・−ル性抽出成分に類似性があるものと推察される．さらに，内皮からは心材に存在するフエノ・−ル成分の殆んどの種類を検出でき，−・方，外皮からはピノバンクシンのみが検出されるのみで，内皮に認められたその他の■7・エノ−ル成分が検出されなかったことから，内皮が外皮へ移行する際にフェノー仙リレ成分はある種の変質をうけて高分子化したことが推察される第 2 節タンニン及びフロパフェンタンニンは，皮を単にする性質を有する植物成分の総称である．従って，皮のコテーザンとcIOSSlinkageをなすに適当な分子盈（600−2，000（102・107））と水酸基をもつポリフ．ェ．ノ−リレやそのエステルの混合物であり，このタンニンがさらに縮合して水に不溶となったものはプロパフェンと呼ばれる．タンニンの化学構造について多数の研究がなされてきたが，構造の確認された例は少なく，また揉皮作用の基本となる構造も不明確である（8g，144）．ただ実際上の分類法としてタンニンは加水分解型と縮合型とに大別されている．また，分解生成物の種類によってピロガロール型，カテコー・ル型に分類される場合もある．その後，タンニンの分類にペ・−パ− クロマトグラフイ・−の適用が検討され（106），カシワやワットルのタンニンは加水分儲型と縮合塾との混合物であることも知られている（144）．しかし，針葉樹と広葉樹とのタンニンの化学的性状を系統的に研究，分類する試みはなされず，この点リグニンの場合と趣を異にしている．著者はタンニンにおいても針葉樹と広葉樹によってある種の差異があろうと考え，この点を確かめると共に，次章以下で述べる樹皮リグニン棟物質との類似性を検討する目的で，針葉樹2種，広葉樹3樫の樹皮からタンニン，フロバ■7ェンを分離し，それらの性状，とくにエチル化彼の酸化生成物について研究したく127・128）［りタンニン，フロパフェンの抽出分離第4表に記した樹種の樹皮（内皮を含む）を生立木（樹令30−40年）の基部から剥皮し，できるだけすみやかに蒸気殺菌（10分間）して酵素活動を止めた後風乾，20メッシ．ユ以下に粉砕した．樹皮粉末は，先ずベンゼンで充分抽出した後，タンニン，フロパフェ・ンの抽出に供した“ 第4表タンニン，フロバ17ェン抽出用樹種タンニンの抽出分離：ベンゼン抽出彼の残樹皮（約100g）を蒸潜水約1000mJに約10時間室温で浸駄，済過，残淀はさらに蒸潜水約800mJ（50−600C）に2時間浸駄，炉過，同様に70−850Cで3回線返して抽出した．．全抽出液をあわせてl夜放置後炉過し，炉液を窒素ガス通気下に500Cの温浴上で減圧氾給し，固形分鮫皮10％とし

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ー 8 一拍出液（固形分10％）よ￣−；：物 − −・

．＿．＿＿二＿∴

た．．この粗抽出液を岡村の方法（101，108）を改変して第5図の如く精製してタンニンを分離した．すなわち，抽出液にアルコーリレを加えてアルコール濃度を60％とし，1夜放置後，沈毅を遠心分離，アルコ−・ル溶液は窒素ガス通気下に400C以下で減圧汲縮，アルコーリレ分を除き，一5％固形物汲度の水溶液とし，10％酢酸鉛溶液を過剰に加えて一夕ンニン鉛塩をつくり，空気に触れないように注意して炉別，水洗した．．鉛塩を稀H2SO4で分解し，硫酸鉛を遠心分離後，固形食塩を加えてタンニンを析出せしめ，少盈の飽和食塩水で洗った後，デシケ・−クー中で減圧乾燥した．アルコ−ルでタンニンを抽出し，10倍患のエー・テル中に注入し，タンニンを沈澱させ真空乾燥した．タンニン試料はタンニン鉛塩濾液「￣硫酸鉛

「＿−

ニ軍

タンニン沈澱物 ⅣαC上洛液アルコ・−ル・エーテリレに注入「タン．ニン「￣エ．、一テル溶液第5図タンニンの分離精製酸化を避けることに留意して（101）真空デシケー・クー中，50C以下で保管した．フロパフェンの抽出分離；人工的にタンニンを酸性下に加熱して得られる水に不溶の物質も■7ロバフ．ェ．ンと呼ばれるが，ここでは樹皮中で天然に存在す−るフロバtアユンをHERGERTらの方法（54）を1部改変して，樹皮から抽出分離した．すなわち，ベンゼン抽出残樹皮（約30g）をソックスレ一拍出許でq5％アルコールで抽出，これを約30mJに濃縮して，水100mJ中に注入，生じた赤褐色の沈澱を遠心分離してとり，再びアルコ・−ルに溶解して水に注入，生じた沈澱を少量のアセトンに溶解し，10倍量の乾燥エ・−テルに注入してフロバ■7ェンを沈澱せしめ，軒別，減圧デシケ・−・タ−中で乾燥した．［2］タンニンの純度と多糖類含量得られたタンニン試料を皮粉法（90）で定畳した結果は第5表に示した如く，その純度はおよそ95％であった．第5表樹皮タンニン試料の分析結果

種圭仝水溶性固形物（a）iタンニン（b）i非タンニンl純度b′a

次にこのタンニン試料中に含まれている多糖類をしらべた．試料（0”2g）をIN−H2SO4で1000C，5時間処理後，72％H2SO‘で常法により完全に加水分解した．BaCO8で中和し，それに酢酸鉛を加え，生じた沈澱を分離した．糖溶液中に残った過剰の酢酸鉛をH2Sで除いた後，減圧汲縮してペ・−パーークロマトグラ■7用試料とした．東洋折紙No．51に一・定温を添着．キシローーズ，グルコーズ，ガラクトーズの定量にほ，ブタノーーリレ−ベンゼンービリジンー水（10：2：15：5v／v）で3回多重展開，マンノ・−ズの定盛には上記溶媒で1回展開後フェノ・−・ルー水（4：1v／v）で展開，アラピノーズはフ，ユノールー水（4‥1v／v）で展開した．．0い3％クーアニシジン HCl液（7）で顕色，自記式デンシトメ・−クーで各単糖を定盈した．これを多糖類に換算し第6表に示した．クンニ

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− 9・− 第6表樹皮タンニン試料中の多糖類ン試料に含まれる糖類は畠的には少ない．その糖組成ほ主にグルカンからなり，少塁のキシラン，アラバンも存在するが，マンナン，ガラクタンは検出されなかった．［3］タンニン，フロパフェンの化学的組成タンニン，・7ロバフ．ェン試料のメトキシル基と元素組成を測定した．．タンニンには上述の如く多糖類を含むので，それに基づく誤差を補正して第、7表に示した．フロバ17．ェンについては糖分を測偏していないので補正して第7表タンニン，フロパフ．ェ．ン試料のメトキシル基と元素組成樹種‡メトキシル基l炭素水素酸素IH／C ＊2 0／C ＊1多糖類を含まない試料に換簸＊8 原子数の比いない．．メトキシル基はタンニン，プロパフェン共にリグニンの場合（第37表参照）に比して非常に少なく2、0 −3い7％で，針葉樹と広葉樹による差は判然としない．ただコナラ，クリのタンニン，プロパフェンは，ややメトキシル基が多いようである．この結果は，コナラ，クリのタンニンをエチル化した後，過マンガン酸カリで酸化した場合，他のタンニンよりも多くのグアヤシル，シリンギル誘導体を生ずる結果（第8表参照）と符号する．フロパフェン中には分離の操作から，当然BIaunSの天然リグニン（8）が混入してくることが想像される．しかし，フロパフェン試料のメトキシル基是がタンニンのそれよりもやや少ない傾向を示したことから，天然リグニン混入史はタンニンの場合よりも少ないと考えられる．タンニン及びフロバ・7ェンの元素組成は，針葉樹と広葉樹とで差異がみられず，リグニンの場合（第37表姦照）と趣を異にしていた．フロパフェ．ンは同じ樹皮のタンニンよりもー般に炭素，水素が多いようであるが，樹種によっては反対であり，とくにクリのフロパフェンほ他の樹種と異なっていた．．

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ー10■− ［ヰ］タンニン，フロパフェンの吸収スペクトル紫外線吸収スペクトル：タンニンの紫外線吸収スペクトルは，その水溶液調製後時間をへると酸化作用をうけるため，吸収の極大の波長は変わらないが，極大と極小の吸光度差が減少する（102・1叫試料を70％メチルセロソルブ液に溶解して吸収スペクトルを測定した場合も，1日後には吸収のピ−・クが不明瞭になったい従って，タンニンとフロパフ1エンの70％メチルセロソルブ溶液を調製後，30分以内に220m／∠から360叫∠の吸光度を測定し終えるように留意した・その吸収スペクトルを例示すると第6図の如くである．タンニン試料の場合，アかマツ，エゾマツ，アカシヤでは，−一・般に㌻オキシフェニル核に基づくといわれる278− 280m／∠の極大，257−260m′Jの極小を示すが，クリではピー・クが全くみとめられず，コナラでは極大，極小の吸光度差が微少であった．300m／∠ 付近の共役系にもとづく吸収は，タンニン，フロパフェンでは不明瞭であった．クリ樹皮タンニンの吸収については岡村の結果（104）と−・致し，加水分解型タンニンの特徴を示した．フロパフェンの場合も同樹皮のタンニンと同様であるが，−・般にタンニンより極大，極小の差が小さい． UV・diぽerencespe￠tra：ポリフ，エノ」−リレ類の吸収は，中性域からアルカリ域へ移るにつれて増大し，かつ長波長へ移動する．この中性域とアルカリ域での吸光度差は，多くのモデル化合物について測定され，フユノーール性水酸基の定量にも用いられている（32・88・143）いタンニン，フロパフェンについて次の操作によってUV−di鮎renceスペクトルを測定比較した．先ず各試料（10mg）を50mgの70％含水メチルセロソルブ液に溶解して試料原液を調製したい（刃アルカリ溶液一原液1mgをメチルセロツルブ4mほpH12のカンショウ液15mJで稀釈して調製した．（B） 240 260 280 ．300 320 波長（叫J）ー＝ゾマックンニンエゾマツフロバ■7・エンート・クリタンニンーーークリフロバ■アユン第6図タンニン，フロパフ．＝．ンの紫外線吸収スペクトル（70％メチルセロソルブ溶液）中性溶液一原液1m＝こ順次メチルセロソルブ4mJ，pH12のカンショウ液0・5ml，Ol05N−H2SO40”5miを加えた後，pH6”0のカンショウ液4mlで稀釈して調製した小（B）をブランク溶液として刷の吸収率を220m′‘から380叫Jまで直接法で測定した．．その1例をエゾマツ，アカシヤの場合について図示すると第」7図の如くである．すべての試料で250m／ノ，295−300m〃に極大点を示し，さらに試料によっては330m／ノ，360m／ノ，あるいはその両者にも極大を示した．250m／∠と360m／∠の極大は共役型のフ．ェノ−ル性水酸基に，295−300m／∠と330m／ノの極大は非共役型のフヱノ・−・ル性水酸基にそれぞれもとづく（32）従って，全試料に非共役型のフユノーー・ル性水酸基が存在するが，フロパフ 1 00 2 †ュ 5 2 9 110 −ハ仙叫鳶叫已○ぷ﹃q ＼＿／￣＼

＼＼−・・・り−・−1−、、▲1、・・、．ヽ、

、−こミ1エンはタンニンに比べてその水酸基は少ないようである“ 330m／∠の極大はコナラ，アカシヤのタンニン，フロパフェンに示され，360m／∠付近の極大はエゾマツのタンニン，フロパフェンにのみ認められたいすなわち，同一・樹皮から得たタンニンとフロパフェ．ンにおいて，それらの∠∈債はフロパフェンがタンニンより小さいが，極大点の波長は同じであった・教程の辺材寧j6rkmanリグニンは，すべて250

250 270 290 310 330 350 370

波長（m〃）ーエゾマックンニンエゾマツフロパフェンート・アカシヤクンニンー1−−アカシヤフロバフェン，第7図タンニン，フロパフェンのUV−di翫IenCe SpeCtIa

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−11− m〃，300m／′及び360m〃付近に極大をもち，330叫ノの極大を示さなかった結果（第19図参照）と趣を異にしていた．赤外線吸収スペクトル‥KBr・錠剤法（1mg／300mgKBr）で赤外線吸収スペクトルを測定した∴アカマツ，クリのタンニン，フロパフェンの赤外線吸収スペクトルを第8図に例示したタンニンは全体的によく似たスペクトルを与え，フェニル核（1，510cm￣1，1，600cm￣1），フェノ・−・ル性水酸基（3，400cm一￣1）の強い吸収とCH2或はCH3 （1，370cm￣1∼1，460cm￣1）の吸収がみられるカルポニル基（1，720cm￣1）の吸収が，クリ，コナラとくに前者で強くあらわれたいクリのタンニンのこの吸収は加水分解型タンニンの特徴として認められているものであり（104），コナラのタンニンにも加水分解型が含まれているようである仙フロパフ．ェンではカルポニル基の吸収がタンニンに比較して強く，とくにクリの吸収は強大である1．しかし，この1，720 Cm￣1の吸収の差異をのぞけばタンニンとフロパフェンの吸収は類似している，．アカマツのタンニンを 01N−HCl で800C，30分間加温して生じた，いわゆる人工・プロパ17 JLンの吸収スペクトルをしらべたが（第8図参照），もとのタンニンの吸収とかわらず，とくに1，720cm￣1附近に変化がみとめられない（1＄0）．従って，タンニンから酸性下の加温のような単純な過程で生じた人工フロパフェンほ，天然フロパフ．ェンと性状を異にしていると考えられる．［5］タンニンのエチリレ化後の過マンガン酸カリ酸化タンニンがポリヒドロキシフラパン，デブシドなどの混合あるいは縮合物であることばすでに明らかにされており（26・144），ヒドロキシスチルベン誘導体も関与していると考えられている（39）．．そして，カテコ・−ル，ピロガローール，レゾルシノ」−リレ，クーオキシ■7．ユニル核などがそれぞれ主要第8図タンニン，■フロパフェンの赤外線吸収スペクトル（KBr錠剤法）基本骨格をなしており，そのほかリグニンの構成単位であるグアヤシル核及びシリンギル核も考慮する必要を認めた（47）．これらの骨格からなった物質をエチル化後，過マンガン酸カリで酸化すると，第9図の如く〃−エチルバニリン酸（Gl），3−メトキシー4一エトキシイソ17タ−ル酸（G2），￠−エチルシリンガ酸（S），4−エトキシ安息香酸（Hl），4−エトキシイソフタ・−ル酸（H2），エトキシトリメシン酸（吼），3，4−ジュトキシ安息香酸（C），2，4−ジュトキシ安息香酸（R），3，4，5−トリエトキシ安息香酸（P）の諸物質を巷ずる筈である．種々のタンニン試料の骨格についてより詳細な知見を得るため，タンニンをジエチル硫酸と苛性カリでエチル化した後，温和な条件下に過マンガン酸カリで酸化し，エーーテル可溶性酸化生成物中のGl∼Pの諸物質をガスクロマトグラ■7イ」−で定量したい実験の詳細ほ第4章で記述する得られた結果は．第8表に示した通りである．Gl ∼P諸物質のほかに数個の未知物質がガスタロマトグラム上で検出されたが，それらについては精査しなかった．

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一12 − グ1アヤシル核シリンギル核p−オキシフェニル核力訂三㌧ゾノ㌣えビワ＿ガP ’‘ハール棲ノ・−ル核・−ル核 F し㌧（、、しl− 。 c

あ。〃る0笠。る。〃

′C′品＼ “U ′

C、品U“ob品

エチル化，過マンガン酸カリ酸化 ≠

COOH COOHCOOI］COOHCOOH coOH COOHCOOllCOOH

鮎鮎鮎鮎鯵鮎2〃5

。 Gl （；2 S ガ．ガ2 ．偽 C β P 第9図タンニン，リグニンの構成核のエチル化一過マンガン酸カリ酸化生成物第8表エチル化タンニンの酸化生成物の収遺＊1 A の成分＊2 全エノーテル樹種アカマツエゾマツアカシャコナラクリ可溶物因I Gl _{G2 S} _{HI H2} _{H8 C} ％＋＋＋＋十％ 0 1 3 9 9 7 4 ウJ ︻hJ 4 0 L O l l ％ 0 0 0 0 0 9 0U 8 2 1▲ 0 6 2 6 5 ％ _{一＋一＋＋} ％％ 4 2 2 5 0 3 4 3 3 3 0…05％ 23．72％ 0い09 27．72 − 10…50 − 18い39 ＋ 9‖09 ％一一85 23 09 6 2 q︶％一一58一一っ 0．31 0．47 0．39 ＊1 ＋：極微盈 −：無し＊2 Gl∼Pは第9図参照針葉樹樹皮タンニンは多量のCを与え，広葉樹樹皮タンニンは主にCとP，さらにアカシヤ樹皮タンニンは Rをも与え．た．従って一本実験に供した樹種の範囲内においては，針葉樹タンニンはカテコーリレ核が，広葉樹タンニンではそのほかにピロガロ・−ル核，さらに樹種によってレゾルシノール核が，それぞれ主要構成核要素であることが明らかになったいなお，ミモザやワットルのタンニンをメチル化した後に過マンガン酸カリ酸化して，ベラトリル酸とトリメチル投食子酸を待た例（1り18）はあるが，過マンガン酸カリ酸化生成物中にレゾルシノー・ル核誘導体考険出した報告はみられないいそのほか，すべてのタンニン試料にグアヤシル核，クーオキシフ．ェニル核，さらに広葉樹のタンニンではシリンギル核の存在が示され，樹皮タンニンにリグニン構成核要素が少鼻（全構成核の7−11％）存在することを認めたりしかし，樹皮Bj6rkmanリグニンにタンニンの主構成核要素が全く認められないこと（第5筆参腰）を考慮サーると，タンニンとリグニンの化学結合の存在を推定するよりも，むしろタンニン試料から認められたリグニン構成核要素は樹皮の易溶性低分子リグニンが混入したことにもとづくものと考えるべきである．．このように考えると，広葉樹の樹皮タンニンで樹種をとわず普遍的に認められた主構成核要素のうち，ピロガロ一−ル核が針葉樹の樹皮タンニンからは検出されず，針葉樹と広葉樹による主構成核要素上における差異が推定された．．第3節摘要（1）本邦産用材樹種の1つであるスギ外皮のヘキサン抽出物の成分をしらべ，遊離状で存在するイソデキストロピマーー・ル酸，スギか−ル，キサントベロ・−ル，何らかの物質と結合しているどへニン酸，スギオ・・−ル，キサントペローー・ルを結晶として分離した．結晶状に分離した収品は遊離状，結合状態のものをあわせて，外皮に対して

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ー13− スギオ−ルは0・47％，キサントペロ−ルは055％であって，これらフ．ェノ−ル性ジテルペンの盈はスギ心材の場合よりも多いことを明らかにした．（2）ヒメコマツの外皮，内皮，辺材，心材に含まれるフェノ′−ル性物賓をペー・パ・− クロマトグラフ法でしらべた… 内皮には心材■7．ユノーリレ成分の大部分を・含み，外皮からもピノバンクシンが検出された… 樹皮と心材との組織発生上の経過などを考慮すると，一・般に樹皮と心材とのフ．ェノ−・ル性抽出成分における類似性のあることが推定された．（3）アカマツ，エゾマツ，アカシヤ，コナラ，クリの樹皮からタンニン，フロバ7、エンを抽出分離し，元素組成，メトキシル基，光学的性質，エチル化タンニンの過マンガン酸カリ酸化生成物の定量などをおこない，それらの結果を検討した．タンニン，フロパフェンについては，リグニンの場合に示される針葉樹と広葉樹による化学的組成上における特徴は認められないりしかし，主構成核要素として，針英樹タンニンからはカテコ・−ル核，広葉樹タンニンからほカテコール核，ピロガロ・−ル核，さらにアカシヤではレゾルシノール核が認められた．．すなわち，広英樹タンニンで樹種をとわず普遍的に認められたピロガロ−ル核が針葉樹タンニンでは検出されず，針葉樹と広葉樹による構成核要素上の差異が推定された．上記構成核のほか，微盈のリグニン構成核要素も検出されたが，樹皮 B匝kmanリグニンからタンニンの主構成核が全く検出されないことを考慮し，タンニン試料で認められるリグ・ニン構成単位は，樹皮の易溶性低分子リグニンの混入にもとづくものであると推定した．．タンニンの赤外線及び紫外線吸収スペクトルは，リグニンで認められている針葉樹と広葉樹による特徴を示さず，従来から認められている縮合型，加水分解塑にもとづくスペクトル上の特徴が認められた．すなわち，アカマツ，エゾマツ，アカシヤの樹皮タンニンは縮合型に，クリの樹皮タンニンは加水分解型に，それぞれ属すること，さらにコナラの樹皮タンニンは両型の混合していることを推定した．さらに，天然フロパフェンばタンニンに類似した性状を示すが，カルポニル基が多いようであり，タンニンを酸処理して牛じたいわゆる人工■フロパフェンと性状が異なることを示した．．第 2 章樹皮のクラーソンリグニン木材リグニンの定量法として，クラーソン法は長い歴史をもって−おり，また木材リグニンがグアヤシル核，シリンギル核，♪−オキシフユニル核の3種類の構成核要素からなることば，すでによく知られている（8・9〉．一・方，樹皮にクラ−ソン法を適用して分離した樹皮クラ」−ソンリグニンは非常に複雑である．．すなわち，樹皮にほスベリン（52′58），樹皮フ．ユノーール酸（68）などが含まれ，これらの物質はアルコー・ル・ベンゼン，アルコーール，熱水で前抽出処理しても除くことができないで，クラ−ソンリグニン中に混入し，棉皮リグニン定立偽を過大にする．．このことについては，すでにWeSternWhitepine，douglas−6r，pOnderosapineの樹皮について報告されてきた（17・68 76・97）．しかるに，樹皮リグニン定立法ばまだ確立されないままである．著者は，■まず数種の針葉樹，広葉樹の内皮，外皮（アルコ・−ル・ベンゼン，熱水抽出残法）のニトロベンゼン酸化生成物をしらべることによって，間接的に樹皮クラ・−・ソンリグニンの構成核要素に関する知見を求めた（119）また，樹皮とその1％NaOH処理残放とについて，それぞれクラ・−ソンリグニンを定立して，本邦産主要樹種の樹皮リグニン含有塩を推定すると共に，樹皮クラーー・ソンリグニンの性質をしらペた．−・方，1％NaOH処理によって溶出する物質のうちで，クラ・−ソン法でリグニンとして走塁される物質（主に樹皮フ．ェノ−リレ酸とスベリン）が樹皮にどの程度の嵐存在するかを推定したトスベリンは勿論のこと，樹皮フェノ・−ル酸も後述するようにリ

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ー14 − ダニンとして取扱いえないので，樹皮クラーー・ソンリグニンを定放する場合，これら樹皮に含まれる非リグニン物質を前抽出処理によって除去しておく必要がある．．もちろん，前抽出処理中におけるリグニンの溶出と変質を最小限におさえる必要がある．このような観点から，樹皮lダニンの足袋法を確立する目的で，上記非リグニン物質を前処理で除去する方法を検討した．また，ジオキサンリグニンを標準物質として使用し，アセチルブロマイド法による分恍学的な樹皮リグニン定員法についても研究した（180）．第1節樹皮グリニンの構成単位試料樹皮の調製：針葉樹としてアかマツ，ヒノキ，スギ及びイチョウ，広葉樹としてバツコヤナギ，ヤマザクラ，クスノキ及びセンダンを9月伐採直後，地上より約15m上部から内皮，外皮を取得して風乾し，各試料をそれぞれ粉砕，20−40メッシュ．の部分をアルコ」−・ル・ベンゼン，熱水で充分抽出した残法を試料とした．比較のために用いた辺材も同様に前処理したいニトロベンゼン酸化生成物の検索：試料（約2gのリグニンを含む）を2N−NaOHlOOml及び・ニトロベンゼン10mgと共にステンレス管に入れ，1650Cで3時間回転しながら酸化し，冷却後水蒸気蒸溜，再び冷却，辞退，炉液を稀H2SO4でpH20とし，500C以下で100mgまで濃縮，エ・−テルで60時間軸軋工」−テル溶液を20％ NaHSO8で分液炉斗にて4回抽出，稀H2SO4で酸性とし，エ−・テルで60時間抽出した“∴エ−テル抽出液を汲結し，クロマト用試料とした．．酸化生成物の検出同定には，標準物質のR／値，2，4−ジェトロフュエルヒドラジン，ジアゾ化ベンチジン，l％托CIB，及びNH3蒸気による皇色，紫外線下の色調などと比較した．第9表に標準物質第9表標準物質のペ−パ・−・クロマトグラフイ−・（リグロイン：ベンゼン：メタノ・−−・ル＝5：5：1，2lOC）紫外線下の色および螢光試薬による顕色 2，4−ジニトロフ．ユニルヒドラジンジアゾ化ベンチジン NHさガス処理後無処理のまま NH8ガス 1％Fec18 黄褐赤橙黄橙暗赤赤禍黄橙赤橙橙赤橙紫淡橙線宵暗橙淡青紫淡赤紫淡背骨紫淡宵淡宵淡橙紅→褐褐黄褐黄橙橙褐赤褐淡黄橙褐黄褐淡橙淡紫＊2 淡黄灰紫褐紫灰＊2 黄灰＊2 淡灰浪褐緑黄■＊1 淡紫灰＊2 紫＊1 暗褐 5−カルポキシバニリンシリンガ酸プロトカテクアルデヒドバニリン酸 5−ホルミルバニリン酸 ♪−オキシベンズアルデヒドシリングアルデヒド 5一ホルミルバエリンバリンアセトグアヤコン ♪−オキシアゾベンゼン一触色＊1強い螢光，＊2 弱い螢光，のクロマトグラ■7の結果を示したい全試料に対する検索結果は第10表に記滅した通りであるいそのほかに未知物貿（R′0・0と0」95）も検出されたが精査しなかった．ニトロベンゼン酸化生成物の比較：辺材の場合は，従来認められている結果（8・9）と一哉した．すなわち，針葉樹材リグニンはグアヤシル核が主であり，クーオキシフ・ユニル核，グアヤシル核の縮合型も存在すること，広葉樹材リグニンは針葉樹材の場合のほかにシリンギル核が主構成核要素の1つに加わっていることを再確認した．しかし，グアヤシル核のジ■フュエル型（デヒドロジバエリンの生成）は本実験では確認できなかった．樹皮の場合の結果をみると，多並のカテコ・−ル核が全樹種の内皮，外皮のリグニンに存在し，木材リグニンと

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15 第10表樹皮，辺材のニトロベンゼン酸化生成物（ペ−・パークロマl、グラ■アイ′−）＊ァルコ−ル・ベンゼン，熱水抽出残法明らかに異なることをみいだした．また，針葉樹と広葉樹による特徴は，先述の木材リグニンの場合と−・致しており，樹皮独特のものは認められなかった．なお次章以下で述べるように，このカテコ・−・ル核は，樹皮クラーーソンリ1ダニンに混入してくる棉皮フェノ・−ル酸の構成核要素であるい従って，樹皮フェノール酸が樹種をとわず樹皮に普遍的に存在することを示唆している．．第 2 節樹皮のクラーソンリグニンの定量値と性質第1節で用いた樹種のほかに針葉樹としてエゾマツ，ヒマラヤシ・−ダ，広葉樹としてコナラ，ニセアカシヤ，クリをえらび（但し，サクラは除外），それらの外皮と辺材を供試した．そのほか市販のアベマキコルク（徳島県寵）も試料としたい各試料を粉砕し，40−80メッシュ．の部分をアルコーー・ル・ベンゼン（1：1），熱水で充分抽出，残漆を風乾して供試した．．この試料についてクラ・−ソンリグニン（Ll）競を測定した．一斉，1％NaOH水溶液（試料の50倍蛍）で沸とう湯浴上で1時間加温した後，その残捷についてクラ・−ソンリグニン（L2）長を測定することによって，1％NaOH可溶物質（主に棉皮フェノ・−・ル酸，スベリン）の：硫を推定しようと考えた．その結果は第＝表に示す通りである．

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16 第11表クラ・−ソンリグニン塵と稀アルカリ可溶物＊ 1％ NaOH 処理残法リグニン（L畠）クラ−ソンリグニン（Ll）

試ニ

55．8％ 41．8 48。6 57 2 59。7 46 7 34．1％ 31 2 21．9 35 7 22．3 29．8 21．7％ 10．6 26．7 21．5 37 4 16．．9 アニスヒ針葉ヒマラヤシーダイチョウ 2 0J 6 0 0U 7 2 3 0 2 8 7 8 L 莫J 5 4 3 qJ 3 6 7 ハ 8 p 3．ノ岬 7′ 0 0 6 4 0 2 3 3 2 2 3 ︻ユ O lい lL 3 nO 5 0 8 1 5 0 2 1 1 1 バッコヤナギコナラアカシヤクスノキクリセンダンアベマキコルク 9 5 4 1 1 ■へJ ﹁つ 4 1L 9 0 りん 2 2 3 2 3 3 L5 1．5 0．6 2．3 0い4 0．0 アカマツエゾマッスギヒノキヒマラヤシ・−・ダイチョウ 27．4 26．0 32．0 31．4 30．5 32．5 23．4 2l．6 23“0 24い7 24．3 25．2 0 5 0 4 7 9 −17′ 3 3 9 3 2 1 2 2 1 2 2 4 0 L 4 L 4 1 0 3 6 3 バッコヤナギ斗ノラヤキリンシノダカスンアクタセ葉樹＊元の試料に対する首分率木材リグニンについても，稀アルカリ可溶分が少盈存在することばすでに知られている．本実験でも，稀アルカリ可溶性のリグニンの存在を認めたが，その丑は樹種によって差異があり，−・般に針葉樹よりも広英樹に多い傾向が示された．．外皮の場合，タラ・−ソンリグニン（Ll）量は，33−61％に達し，木材の場合に比べて非常に高い値を示し，樹種によって相当異なった値を示したり一方，1％NaOH処理した残睦についてのクラ−ソンリグニン（L2）蕊は22− 36％であって，l％NaOH処理によって樹皮リグニン定義値は著しく低下する1．外皮を1％NaOH処理することによって容易に溶出除去される物質のうち，クラーーソン法でリグニンとして定義される物質は主に樹皮アユノ」−リレ酸とスベリンであると考えられるい従って（Ll−L2）の低から，外皮中の樹皮フ．ユノ−リレ酸とスベリンとの合計並の大約を・推定できるりすなわち，樹皮■ブコ＝ノ・−ル酸とスベリンをあわせた韮は，樹種によって相当な差異のあることを知ることができた‖ また，アカマツ外皮のクラ」−ソンリグニン（Ll）と1％NaOH処理残遮のクラーーソンリグニン（L2）のメトキシル基蕊は，それぞれ4・1％，78％であって大きな差異がみられたが，辺材リグニンのそれらは149％，14い8％であって殆んど差異が認められない．すなわち，辺材のクラ・−ソンリグニン（Ll）にほ非リグニン物質の混入し

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ー17 一ないことを知ることができ，一・方，樹皮の場合には1％NaOH処理することによって樹皮フェノ」−ル酸やスベリンが溶出除去されるため，クラーソンリグニン（L2）のメトキシル基童が高くなったものと考えられる．なお，樹皮クラ−ソンリグニン（L2）のメトキシル基量が辺材リグニンよりも相当少ないが，これは樹皮リグニンを分類した場合におけるメトキシル基魔の少ない難溶性リグニン（第6章参照）と樹皮の真正リグニン（第5章参照）とがクラ・−ソンリグニンとして一・持分離されたことに基因していると考えられる．次にアカマツの辺材，外皮，アベマキコルクのクラ・−ソンリグニン（Ll）の赤外線吸収スペクトルをKBr錠剤法（1mg／200mg KBT）で測定し比較した（第10図参照）．アカマツ外皮リグニンの吸収スペクトルは，1，000−1，500 Cm￣1の吸収ピ−・クを鮮明に示さず，1，720cm￣1（C＝0伸縮）の吸収が強いが，その他の波長領域では辺材リグニンの吸収スペクトルに比較的近似している∴アベマキコルクリグニンの場合ば，アカマツ外皮，辺材のリグニンと異なった特徴ある吸収スペクトルを与え，2，920cm￣1（C−H伸縮），1，720cm￣1の吸収が強く，l，000−1，300cm￣1の吸収ピ・−クは不鮮明であった．これら樹皮リグニンの木材リグニンとの差異は，非リグニン物質の混入に基づくものと考えられる… 従って，木材分析法によって樹皮のクラL−・ソンリグニンを測定することの不適当であることは明らかである− ＿＿＿＿

￣￣＝喜

500 4000 2000 1500 1000 波数（cm￣【1）第10図クラL−ソンリグニン（エ1）の赤外線吸収スペクトル（K】∋r鐘剤法）第 3 節樹皮のリグニン定量法の検討［りクラーソン法による樹皮リグ＝ンの定盤前節で記述したように，樹皮に存在する樹皮フェノーーリレ酸，スベリンはアルコール・ベンゼン，熱水で前抽出しても溶出除去されないで樹皮クラ・−・ソンリグニン中に混入するために，リグニン定墓催は過大に示される．．本節では，リグニンの変質や溶出を最小限におさえ，しかも樹皮フふノーール酸やスベリンを溶出除去せしめるような前抽出処理について，木材の場合とも対比しながら検討した小さらに，アセチルブロマイド法（68）によって−分光学的に樹皮リグニンの定義を試みた結果についても記述する．．試料にはアカマツ，エゾマツ，コナラ及びクリの外皮，辺材さらにアベマキコルクの粉末（40−60メッシュ）を用い，先ずアルコーー・ル・ベンゼン，95％アルコール，熱水で順次抽出した．．その抽出物の盈は第12表に示した如くで，木材においてもアルコ−ル・ベンゼン抽出彼のアルコ−ル，熱水抽出で溶出する物質が存在するが，外皮の場合は著しくその孟が多い．このアルコ」−・ル，熱水抽出物中には，クラ・−ソンリグニン定虫値に影響を与えるフロパフ．ェ．ン，タンニンが存在す−ることば云うまでもない“木材の場合から考えると，このほかに低分子並のいわゆる易溶性リグニンの溶出する危倶があるが，前章で記述したように樹皮タンニン，フロパフ．‡．ンから微少ながらリグニン構成単位が認められたことからもリグニンが僅少ながら溶出するものと考えられる．次に，これら一遜の抽出残淀（Rl）についてクラ・−ソンリグニンを足長した結果を第i3表に示した．この結束を第11表のアルコ・−ル・ベンゼン，熱水抽出残淀のリグニン定義値と比較すると，外皮においてはリグニン定

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18 第12表外皮と辺材の抽出物（連続）＊＊元の試料に対する百分率第13表前抽出残珪（Rl＊1）のクラーー・ソンリグニンリグニン（の童＊2 β中のメトキシル基利＊1ァルコ・−リレ・ベンゼン，95％アルコ・−・ル，熱水抽出の残娃＊2 元の試料に対する百分率虫偶の著しい低下が認められ，微少塩のリグニンの溶出も考える必要はあるにしても，フロパフェンなどが樹皮リグニン定遺偶に大きく影響を与えることは明らかである．しかし，この一・連の前抽出処理によってもスベリンや樹皮フ，エノ−・ル酸は溶出除去されないで樹皮クラ−・ソンリグニン中に混入しているために，そのメトキシル基蛍は木材リグニンの場合よりも著しく少ない．従って，樹皮リグニン定長に際しては，樹皮フユノーーリレ酸やスベリンを除去し，しかもリグニンの変質や溶出を最小限におさえる前抽出処理が不可欠である． ZETSCHE（146）はコルク質試料のスベリンについて研究し，中性亜硫酸ソーーダ水溶液で前処理後，3％アルコ・−・ル性KOH液で数時間鹸化してエ・−テル可溶の粗スベリンを足長した．その後，JENSEN（62）はアルカリによる鹸化所要時間短縮の可能性を指摘している．樹皮フェノL−ル酸は次章で述べるように中性亜硫酸ソ・−・ダ液に易溶であり，スベリンがアルコーール性アルカリ液で鹸化溶出するとすれば，この一・連の処理をへた残故についてクラ・−・ソンリグニンを測定することによって，より正確な樹皮リグニン定量個が期待できると考え，樹皮クラ・−ソンリグニン定立に際してのより温和な前処理条件について検討した．アルコーー・ル・ベンゼン抽出したアベマキコルクを試料として，先ず50倍並の3％Na2SO8液で逆流冷却下に沸とう湯浴中で2時間加熱後，軒別，新3％Na2SO8液で再び加熱処理してタンニン，樹皮フェノーール酸を溶出せ

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−・19− しめた．この処理によって試料の14小3％が溶出した，残淀を水洗した後風乾，3u倍盈の3％アルコ−・ル性NaOH 液を加えて湯浴上で逆流冷却下，所定時間鹸化，炉液を酸性にし，ユンーテルで抽出して粗スベリン墓を測定し，第11図に示した．さらに鹸化時のアルカリ濃度を4％から0．5％と変化して10分間鹸化した場合の結果を第12 図に示した．その結果，スベリンは鹸化処理によって急速に低分子化して溶出するので，樹皮クラ・−ソンリグニ nU O O つJ 2 4 スベリン代地︵％︶ 4 2 0 8 3 3 3 2 スベリン蛍．0・甘Otii・●○ ○ 〇

か志

0− 051 2 3 4 ∧旭0〃濃度（％）（鹸化時間10分・）第12図スベリン定最低に及ぼすアルカリ濃度の影響 0 510 30、瞼化時間（分）（3％NaOH−EtOHで鹸化）第11図スベリン定盈備に及ぼす鹸化時間の影響ン定量に際する前処理としては，3％Na2SO3液による処理後，2％アルコ−ル性NaOH液で10分間鹸化することで充分前処理の目的を果しうることが示唆された‖ そこでこの条件下に前処理した残液（R2）についてクラーーソンリグニンの定量を試みた．さらに，前処理の操作を簡易化するためにアルコ・−ル・ベンゼン抽出残淀を，亜硫酸ソ・−ダ処理することなく，2％アルコ−リレ性NaOH液（50倍量）で湯浴上10分間鹸化，炉別，水を500倍量加えて湯浴中で2時間処理した残法（R3）についてもクラーー・ソンリグニンを定遺した．．それらの結果は第14表に示した通りである．この結果を第13表に示した定盈結果と比較すると，中性亜硫酸ソー・ダーアルコ−ル性NaOH処理によって，第14表前処理試料（R8，Rる）＊1のクラー・ソンリグニンリグニン（L）量＊2 _{L中のメトキシル基} 試料 R2 Rさ R2 R∂ 27‖1％ 28い2％ 24．8 28．1 20小4 24．2 17．7 19 1 121 13い4 8り82％ 8い67％ 7．93 8 16 12．う7 11．36 1l“87 10．88 9．01 9▲06 ツツラ ‖ソクレノコママナキカゾマベアエコクア 6 0 7 1 6 4−∴ 0 2 2 1 2 EJ 4 8 1 9 3 6 0 2 2 1 2 1341 13い61 1269 13．83 15．69 17∴77 1628 18小90 ツツラ＊1R2：アルコ・−ル・ベンゼン抽出後，3％Na8SO8液−2％アルコ・−ル性NaOH処理した残沈 R8：アルコーール・ベンゼン抽出後，2％アルコ・−ル性NaOH一熱水処理した残泣＊2 元の試料に対する百分率

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ー20一辺材の場合においてもリグニン盈とそのメトキシル基盈に微少ながら減少がみられ，その減少量は針葉樹よりも広葉樹で明瞭に認められた．．一九コルクや外皮の場合には−・連の前処理によって樹皮●7、ユノー・ル酸やスベリンが溶出された結果，リグニン定盈値は著しく低下し，そのメトキシル基嵐の増大が明らかに示された… なお，このメトキシル基盈は木材リグニンに比べてかなり少ないが，このことについては前節で述べたように，樹皮クラ −・ソンリグニンの特徴である．さらに，R8のクラーソンリグニン定蕊値は，R2のそれに比べて，一般に僅かながら高い値を示し，メトキシル基量においては近似していた．従って，樹皮クラー・ソンリグニン定温時の前処理としては，アルコール・ベンゼン抽出後，2％アルコ−ル性NaOH液で10分間鹸化，熱水処理することで充分であって，前哩理行程として中性亜硫酸ソ−・ダ処理を加える必要性は認められない．もっともこの前処理によって，樹皮リグニンのうちの易溶性区分の溶出する危惧が木材についての結果からも推察される．しかし，易溶性リグニンの溶出丑は非リグニン物質の溶出量に比べるとはるかに少是であり，また非リグニン物質混入によるクラ−ソンリグニン定量値への影響を考慮すれば，易溶性リグニンにもとづく定量借への影響は無視しうる盈であると考えられる．また，アルコーソレ・ベンゼン抽出…2％■アルコ−ル性NaOH−−熱水処理残漆（R＄）から分離したタラーソンリグニンの赤外線吸収スペクトルを測定した結果を例示すると第13図のようである．これを第10図と比較することによって，前処理によるリグニンの性状への影響についてしらべたい木材リグニンの場合，前処理によって1000− 1500cm￣1の吸光度が全般的に僅か減少するが，その他の領域では変化は認めがたい∴アカマツ外皮リグニンでは前処理によって3，400cm￣1（OH基）の吸収が弱くなったが，全般的には吸収のピー・クが明瞭になって，辺材リグニンの場合に近似するようになった．アベマキコルクリグニンは・アカマツ外皮リグニンよりも吸収スペクトルはシヤ・−プであって，むしろ辺材リグニンの場合に近似したスベタl、ルを示した．従って，上記の前抽出処理行程におけるリグニンの変質は微小であると考えられる∴すなわち，樹皮リグニン定立の際における前抽出処理としては，アルコール。ベンゼン抽出−2％アルコ・−ル性NaOH液で10分間鹸化一熱水抽出の一題の処理が安当であると考えられる．

．ノ／￣ヽへ． ∴・．・一．￣￣￣ … 」 ’’アカマソ辺材

4000 2000 1500 1000 500 波数（clれl）第13図クラ・−・ソンリグニン（RB）の赤外線吸収スペクトル（KBr錠剤法）［2］アセチルブロマイド法による樹皮リグニンの定量次に，JoHNSONらによるアセチルブロマイド法（68）によって樹皮リグニンの定超を試みたい標準リグニン試料として用いたジオキサンソリグニンの分離は，外皮の場合は前抽出処理残淀（R8）を，辺材の場合はアルコール・ベンゼン抽出残淀を，それぞれN2ガス通気下に0け4％塩酸含有ジオすサツ液で還流加熱（1・5時間×2回），抽出液を濃蘭，水ついでエーテルに注入してジオキサンリグニンを分離した，ジオキサンリグニンの20年含水メチルセロソルブ溶液およびジオキサンリグニンのアセチルブロマイド処理物の酢酸溶液についての紫外線吸収スペクトルは，第1咽に例示した如くで，同樹種のリグニンの吸収スペクト

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ー・21− ルは極めて近似しており，樹種によって吸収スペクトルの極大点の波長は27ト282m／∠の範囲内で変異がみられた．ジオキサンリグニン試料についてのメトキシル基量，紫外線吸収スペクトルの極大点における吸光係数は第16表に示した通りである．先ず，アかマツ外皮から分離した樹皮フ、エノ・−ル酸，タンニン，ジオキサンリグニンなどにつしゞてアセチルブロマイド法を適用した場合の結果を検討した（第15表参照）．タンニン，ジオヰサンリグニン，ホロセルロースのアセチルブロマイド処理物は酢酸に完全に溶解するが，樹皮■アユノ・−ル酸や前抽出処理残法（R8）ではアセチルブロマイド処理物の一・部が酢酸に溶解しないで沈澱した．．辺材リグニンにおいても塩酸法，クラーー・ソン法で分離したリグニン試料では不溶物を多量に生じた．また．樹皮フ，エノール酸やタンニンでは，ジオキサンリグニンと同様に280m〝に極大をもつ 40 260 280 300 320 340 波長（叫り一20％含水メチノレセロソルブ溶液 −−−−CH3COBI処理一酢酸溶液第14図外皮ジオ■キサンリグニンの紫外線吸収スペクトル第15表アカマツから分離した試料にアセチルブロマイド法を適用した結果＊元の試料に対する百分率吸収スペクトルを与えた．これらの結果を考慮して，アセチルブロマイド法による場合においてもクラーソン法による場合と同様に，樹皮フこLノ・−リレ酸やスベリンを溶出除去せしめるために−・連の前瀾出処理した残淀（Rき）を供試し，酢酸溶液としたときの不溶物を沈降させた後の上泣液について吸収スペクトル測定した．辺材の場合はアルコ・−リレ・ベンゼン抽出した残液を供試した．．このようにして測定したリグニン定員値を第16表に示した．アセチルブロマイド法による木材＝ダニン定丑値は，アルコ・−ル・ベンゼン抽出残淀のクラ−・ソンリグニン孟（第13表参照）よりもー・般にやや高い値が示された、．この事実は，クラ・−ソン法においては−■・部易溶性リグニンの溶出する危倶を示唆しているものと考えられる．山方，外皮のリグニン定量値ほ，先述したアルコ・−ル性アルカリ液で前処理した残淀（R8）のクラ・−ソンリグニン定量値（第14表参照）よりも，すべての樹種で著しく低い結果が示された．．この差異の生ずる原因として，外皮試料（R8）のアセチルブロマイド処理物を酢酸溶液にしたときの不溶物を検討する必要があると考えられる．．すなわち，アカマツ外皮（R8）の不溶物は，もとの未抽出外皮に射し12小1％（第15表参照）であって，この量は樹皮の難溶性リグニンの量（第42表参照）に近似している．．また，樹皮のクラ・−ソンリグニンは樹皮の真正リグニンと難溶性リグニンが一・括されていることを考慮する